用于涂覆目的的环氧树脂组合物的制作方法

文档序号:21937061发布日期:2020-08-21 15:11阅读:379来源:国知局

本发明涉及低温固化环氧树脂组合物以及涂层,特别是用于地面的涂料的领域。

现有技术

基于环氧树脂的涂料产品广泛用于建筑行业。它们由液态树脂和固化剂组分组成,在使用前先将它们混合,然后在大约5至35℃范围内的环境温度下反应形成固体涂层。由于固化剂组分含有胺作为主要的反应性成分,因此此类产品在固化时倾向于出现表面缺陷(例如浑浊、斑点、粗糙或发粘)的趋势,这也称为“雾浊(blushing)”。雾浊是由胺与空气中的二氧化碳(co2)形成盐而引起的,并且特别在高空气湿度和低温下出现。尤其是在对美学要求很高的涂料应用(例如地面覆层)中,出现与雾浊有关的表面缺陷是极为不利的,并且通常需要对受损区域或通常甚至整个涂层进行费力的再加工或再涂覆。

借助稀释剂可降低环氧树脂组合物的粘度,使其易于施用。同时,稀释剂还降低了雾浊的可能性。常用的稀释剂,例如苄基醇,是挥发性化合物(voc或svoc),在固化过程中它们不会结合入树脂基体中并因此会导致排放。因此对于消费者需求不断增长的低排放产品,稀释剂只能少量使用或根本不使用。

促进剂(例如苯酚或曼尼希碱)在较低的温度下导致更快的固化,同时减少雾浊的可能性。然而,这种促进剂具有强烈的气味,在毒理学上不是无害的,并且由于其增加黄变而降低涂层的耐光性。诸如水杨酸或对甲苯磺酸的酸也可以用作促进剂。然而,这些会大大增加粘度,有时还会导致黄变。为了减少雾浊和为了稀释,也可以使用特定的胺,例如烷基化的多胺。然而,这些是昂贵的并且通常导致在寒冷条件下较慢的固化。也可以通过使用疏水性添加剂(例如蜡)来减少雾浊,这些添加剂会漂浮在涂层上并使其免与大气中水分的接触。然而,此类添加剂的作用通常是不足的,并且强烈取决于涂层的组成。

发明概述

因此,本发明的目的是提供一种适用于涂覆目的的环氧树脂组合物,其排放低,即使在潮湿、寒冷的条件下也能快速固化且没有与雾浊相关的表面缺陷,并能获得高机械质量的具有无缺陷表面和低黄变倾向的涂层。

该目的通过如权利要求1中所述的环氧树脂组合物实现。其包含蜡和双(氨基甲基)环己烷的组合。令人惊讶地,即使在寒冷条件下固化,这种组合也允许获得具有无缺陷表面的非常快固化的涂层。本发明组合物的非常低的粘度使其具有出色的可加工性。为此,其仅需要少量的稀释剂(例如苄基醇)或者根本不需要稀释剂,并且因此导致排放极低,甚至根本不排放。固化的涂层具有出色的机械强度,并且显示出极低的黄变趋势。

特别令人惊讶的是蜡的存在不仅改善了涂层质量而且还导致了黄变方面稳定性明显改善,这是使用基于其它胺的相似的组合物观察不到的。

当使用其它现有技术常规的胺如1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷(ipda)、1,3-双(氨基甲基)苯(mxda)、2,2(4),4-三甲基六亚甲基二胺(tmd)、三亚乙基四胺(teta)、四亚乙基五胺(tepa)或聚氧亚丙基二胺代替双(氨基甲基)环己烷时,即使其含有蜡,相应的环氧树脂组合物也表现出明显较差的性能。为了用作地面涂料,其本必须通过添加加合物和/或其他添加剂加以改善,但是经验表明,这会对其他性能产生不利影响,例如可加工性、气味、排放或黄变趋势。尽管将ipda、mxda、tmd或teta与蜡组合显示改善了表面质量,但仍会出现与雾浊有关的缺陷,同时聚氧亚丙基二胺会不希望地缓慢固化。

本发明的环氧树脂组合物能够实现这样的涂料产品,其即使在寒冷、潮湿的条件(例如8℃和80%相对湿度)下使用时,也具有优异的可加工性,非常快地固化,几乎不显示黄变并且具有高质量的坚硬光泽表面。因此,当低排放以及对可加工性和美学的高要求很重要时,这些产品特别适合用作地面涂层,尤其是作为罩层(顶涂层)或密封料。

本发明的其他方面是其它独立权利要求的主题。本发明特别优选的实施方案是从属权利要求的主题。

发明详述

本发明涉及一种环氧树脂组合物,其包含至少一种液态环氧树脂、双(氨基甲基)环己烷和至少一种蜡。

“液态环氧树脂”是指玻璃化转变温度低于25℃的工业聚环氧化物。

“蜡”是指与水不混溶,在室温下为固体但可捏合并且在高于40℃、特别是高于50℃的温度下熔融(但不分解)成相对低粘度的液体的疏水物质。

“伯氨基”是指与仅一个有机基团相连并带有两个氢原子的氨基基团;“仲氨基”是指与两个有机基团相连并带有一个氢原子的氨基基团,其中两个有机基团还可以一起成为环的一部分;和“叔氨基基团”是指与三个有机基团相连并且不带有任何氢原子的氨基基团,其中两个或三个有机基团也可以为一个或多个环的一部分。

“胺氢”是指伯氨基和仲氨基的氢原子。

“胺氢当量重量”是指含有一个摩尔当量的胺氢的胺或含胺组合物的质量。

以“聚(多)”起始的物质名称,例如多胺、多元醇或聚环氧化物,是指每分子形式上含有两个或更多个在其名称中出现的官能团的物质。

“稀释剂”是指可溶于环氧树脂并且降低其粘度的物质,并且其在固化期间不化学结合入环氧聚合物中。

“粘度”是指动态粘度或剪切粘度,其由剪切应力与剪切速率(速度梯度)之比定义,并且如说明书或实施例中所述确定。

“分子量”是指分子的摩尔质量(以g/mol计)。“平均分子量”是指低聚物或聚合物分子的多分散混合物的数均分子量mn,其通常通过以聚苯乙烯为标样的凝胶渗透色谱法(gpc)测定。

“室温”是指23℃的温度。

合适的液态环氧树脂以已知的方式,特别是由相应的烯烃的氧化或由表氯醇与相应的多元醇、多酚或胺的反应获得。

合适的液态环氧树脂特别是芳族环氧树脂,尤其是以下的缩水甘油醚:

–双酚a、双酚f或双酚a/f,其中a代表丙酮和f代表甲醛,它们作为制备这些双酚的反应物。在双酚f的情况下,位置异构体也可能存在,尤其衍生自2,4'-或2,2'-羟基苯基甲烷的;

–二羟基苯衍生物,例如间苯二酚,对苯二酚或邻苯二酚;

–其它双酚或多酚例如双(4-羟基-3-甲基苯基)甲烷,2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷(双酚c),双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)甲烷,2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷,2,2-双(3,5-二溴-4-羟基苯基)丙烷,2,2-双(4-羟基-3-叔丁基苯基)丙烷,2,2-双(4-羟基苯基)丁烷(双酚b),3,3-双(4-羟基苯基)戊烷,3,4-双(4-羟基苯基)己烷,4,4-双(4-羟基苯基)庚烷,2,4-双(4-羟基苯基)-2-甲基丁烷,2,4-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)-2-甲基丁烷,1,1-双(4-羟基苯基)环己烷(双酚z),1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(双酚tmc),1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷,1,4-双[2-(4-羟基苯基)-2-丙基]苯(双酚p),1,3-双[2-(4-羟基苯基)-2-丙基]苯(双酚m),4,4'-二羟基联苯(dod),4,4'-二羟基二苯甲酮,双(2-羟基萘-1-基)甲烷,双(4-羟基萘-1-基)甲烷,1,5-二羟基萘,三(4-羟基苯基)甲烷,1,1,2,2-四(4-羟基苯基)乙烷,双(4-羟基苯基)醚或双(4-羟基苯基)砜;

–在酸性条件下获得的酚与甲醛的缩合产物,例如酚醛清漆或甲酚酚醛清漆,也称为双酚f-酚醛清漆;

–芳族胺例如苯胺、甲苯胺、4-氨基苯酚、4,4'-亚甲基二苯基二胺、4,4'-亚甲基二苯基二(n-甲基)胺、4,4'-[1,4-亚苯基双(1-甲基亚乙基)]二苯胺(二苯胺-p)或4,4'-[1,3-亚苯基双(1-甲基亚乙基)]二苯胺(二苯胺-m)。

其它合适的液态环氧树脂为脂族或脂环族聚环氧化物,尤其是

–饱和或不饱和、支化或非支化的环状或开链的二、三或四官能c2至c30醇,尤其是乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、聚丙二醇、二羟甲基环己烷、新戊二醇、二溴新戊二醇、蓖麻油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、山梨糖醇或甘油或烷氧基化甘油或烷氧基化的三羟甲基丙烷的缩水甘油醚;

–氢化的双酚a、f或a/f液态树脂,或氢化的双酚a、f或a/f的缩水甘油化产物;

–酰胺或杂环氮碱的n-缩水甘油基衍生物,例如氰尿酸三缩水甘油酯或异氰尿酸三缩水甘油酯,或表氯醇与乙内酰脲的反应产物

–来自烯烃,特别是乙烯基环己烯、二环戊二烯、环己二烯、环十二碳二烯、环十二碳三烯、异戊二烯、1,5-己二烯、丁二烯、聚丁二烯或二乙烯基苯的氧化的环氧树脂。

优选的液态环氧树脂为基于双酚,特别是双酚a-二缩水甘油醚和/或双酚f-二缩水甘油醚的液态树脂,如例如可商购自dow、huntsman或momentive的。这些液态树脂具有对环氧树脂而言低的粘度和在固化状态下具有良好的作为涂层的性能。它们可含有一定比例的固体双酚a树脂或酚醛清漆缩水甘油醚。

作为双(氨基甲基)环己烷合适的是1,2-双(氨基甲基)环己烷、1,3-双(氨基甲基)环己烷或1,4-双(氨基甲基)环己烷或其混合物。

优选的是1,3-双(氨基甲基)环己烷或1,4-双(氨基甲基)环己烷或其混合物。

特别优选的是1,3-双(氨基甲基)环己烷。这特别由1,3-双(氨基甲基)苯(mxda)通过氢化制备并且例如可商购自mitsubishigaschemical。

蜡,特别是天然蜡如蜂蜡或褐煤蜡,通过氢化使植物油硬化而获得的蜡,例如大豆蜡、菜籽蜡或蓖麻蜡,从矿物油获得的蜡如特别是石蜡,合成蜡如特别是聚乙烯蜡、酰胺蜡(亚乙基双硬脂酸酰胺)或这些蜡的混合物。

蜡优选选自蜂蜡、褐煤蜡、大豆蜡、菜籽蜡、蓖麻蜡、石蜡、聚乙烯蜡、亚乙基双硬脂酸酰胺以及这些蜡的混合物。

蜡优选含有长链脂肪酸酯和/或长链烃,优选具有250-1000g/mol、特别是250-500g/mol的分子量。

特别优选的蜡是石蜡,特别是包含分子量在250-500g/mol范围的直链或支化的饱和烃的石蜡。

蜡优选以非水性介质的分散体的形式存在。非水性介质尤其是在室温下为液态。非水性介质优选地是难挥发的并且具有至少250℃的沸点和在20℃的温度下不大于0.01kpa的蒸气压。

这种蜡分散体优选在室温下是储存稳定的。

非水性介质优选与基于双酚a或f-二缩水甘油醚的环氧树脂组合物具有良好的相容性。

非水性介质本身优选含有环氧基团。因此,其在组合物的固化期间结合入并且不导致排放或迁移。

作为非水性介质优选选自以下的化合物:

双酚a-二缩水甘油醚、双酚f-二缩水甘油醚、双酚a/f-二缩水甘油醚、二丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇的二缩水甘油醚、丁烷-1,4-二醇二缩水甘油醚、己烷-1,6-二醇二缩水甘油醚、二羟甲基环己烷二缩水甘油醚、甲苯基缩水甘油醚、4-甲氧基苯基缩水甘油醚、p-n-丁基苯基缩水甘油醚、p-叔丁基苯基缩水甘油醚、4-壬基苯基缩水甘油醚、4-十二烷基苯基缩水甘油醚、腰果酚缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、天然醇的缩水甘油醚、特别是c8-至c10-、c12-至c14-或c13-至c15-烷基缩水甘油醚,和所述化合物的组合。

作为非水性介质特别优选的是双酚a、f或a/f-二缩水甘油醚和天然醇的缩水甘油醚,特别是c8-至c10-、c12-至c14-或c13-至c15-烷基缩水甘油醚的混合物。

蜡优选是分散存在于双酚a、f或a/f-二缩水甘油醚与烷基缩水甘油醚,特别是c8-至c10-、c12-至c14-或c13-至c15-烷基缩水甘油醚的混合物中的石蜡。

这种类型的蜡分散体优选含有40-75wt%的石蜡,10-30wt%的双酚a、f或a/f-二缩水甘油醚,和10-30wt%的烷基缩水甘油醚。

另外,这种类型的分散体可以含有其他助剂和添加剂,特别是乳化剂、稳定剂或增稠剂。

非水性介质中分散的蜡优选具有1-500μm,特别是10-100μm的粒径范围。平均粒径优选为20-60μm。

蜡的优选实施方式能够特别好混入液态环氧树脂中,其中在室温下它们是存储稳定的,并且当环氧树脂组合物被用作表面涂层时,其能够特别好地支持无缺陷表面的形成。

环氧树脂组合物优选含有0.1-10,更优选0.2-5,特别是0.2-2重量份的蜡,基于100重量份的组合物的含环氧基团的成分计。

环氧树脂组合物可以额外地包含其它成分。

其优选包含至少一种选自含有环氧基团的反应性稀释剂、其它多胺、促进剂、稀释剂和填料的其它成分。

优选的含有环氧基团的反应性稀释剂特别是单或多元酚或脂肪醇或脂环醇的缩水甘油醚,例如特别是已经提及的二元或多元醇的缩水甘油醚,或单缩水甘油醚例如特别是苯基缩水甘油醚、甲苯基缩水甘油醚、愈创木酚缩水甘油醚、4-甲氧基苯基缩水甘油醚、p-n-丁基苯基缩水甘油醚、p-叔丁基苯基缩水甘油醚、4-壬基苯基缩水甘油醚、4-十二烷基苯基缩水甘油醚、腰果酚缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、己基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚或天然醇的缩水甘油醚,例如特别是c8-至c10-或c12-至c14-或c13-至c15-烷基缩水甘油醚。添加含有环氧基团的反应性稀释剂会引起粘度和/或玻璃化转变温度和/或机械值的降低。

合适的其它多胺特别是

–脂肪族、脂环族或芳脂族的伯二胺或三胺,特别是2,2-二甲基丙烷-1,3-二胺、戊烷-1,3-二胺(damp)、戊烷-1,5-二胺、1,5-二氨基-2-甲基戊烷(mpmd)、2-丁基-2-乙基戊烷-1,5-二胺(c11-新二胺)、己烷-1,6-二胺、2,5-二甲基己烷-1,6-二胺、2,2(4),4-三甲基六亚甲基二胺(tmd)、庚烷-1,7-二胺、辛烷-1,8-二胺、壬烷-1,9-二胺、癸烷-1,10-二胺、十一烷-1,11-二胺、十二烷-1,12-二胺、1,2-,1,3-或1,4-二氨基环己烷、双(4-氨基环己基)甲烷、双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷、双(4-氨基-3-乙基环己基)甲烷、双(4-氨基-3,5-二甲基环己基)甲烷、双(4-氨基-3-乙基-5-甲基环己基)甲烷、1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷(异佛尔酮二胺或ipda)、2(4)-甲基-1,3-二氨基环己烷、2,5(2,6)-双(氨基甲基)双环[2.2.1]庚烷(nbda)、3(4),8(9)-双(氨基甲基)三环[5.2.1.02,6]癸烷、1,4-二氨基-2,2,6-三甲基环己烷(tmcda)、薄荷烷-1,8-二胺、3,9-双(3-氨基丙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷、1,3-双(氨基甲基)苯(mxda)或1,4-双(氨基甲基)苯;

–含有醚基的脂肪族伯二胺或三胺,特别是双(2-氨基乙基)醚、3,6-二氧杂辛烷-1,8-二胺、4,7-二氧杂癸烷-1,10-二胺、4,7-二氧杂癸烷2,9-二胺、4,9-二氧杂十二烷-1,12-二胺、5,8-二氧杂十二烷-3,10-二胺、4,7,10-三氧杂十三烷-1,13-二胺或这些二胺的高级低聚物,双(3-氨基丙基)聚四氢呋喃或其它聚四氢呋喃二胺,来自1,4-二羟甲基环己烷的丙氧基化和随后的胺化的含醚基团的脂环族二胺,特别可作为rfd-270获得(来自huntsman),或聚氧亚烷基二胺或聚氧亚烷基三胺,特别是d-230、d-400、d-2000、edr-104、edr-148、edr-176、t-403、t-3000、t-5000(所有来自huntsman)或来自basf或nitroil的相应胺;

–具有仲氨基的多胺,例如特别是2-氨基乙基哌嗪、3-二甲基氨基丙基胺(dmapa)、3-(3-(二甲基氨基)丙基氨基)丙基胺(dmapapa)、双(六亚甲基)三胺(bhmt)、二亚乙基三胺(deta)、三亚乙基四胺(teta)、四亚乙基五胺(tepa)、五亚乙基六胺(peha)或线性聚亚乙基胺的高级同系物,二亚丙基三胺(dpta)、n-(2-氨基乙基)-丙烷-1,3-二胺(n3-胺)、n,n'-双(3-氨基丙基)亚乙基二胺(n4-胺)、n,n'-双(3-氨基丙基)-1,4-二氨基丁烷、n5-(3-氨基丙基)-2-甲基戊烷-1,5-二胺、n3-(3-氨基戊基)戊烷-1,3-二胺、n5-(3-氨基-1-乙基丙基)-2-甲基戊烷-1,5-二胺、n,n'-双(3-氨基-1-乙基丙基)-2-甲基戊烷-1,5-二胺,伯多胺与醛或酮的反应性烷基化的产物,特别是n-苄基乙烷-1,2-二胺、n,n'-二苄基乙烷-1,2-二胺、n-苄基丙烷-1,2-二胺、n-苄基-1,3-双(氨基甲基)苯、n,n'-二苄基-1,3-双(氨基甲基)苯、n-2-乙基己基-1,3-双(氨基甲基)苯、n,n'-双(2-乙基己基)-1,3-双(氨基甲基)苯、n-苄基二亚乙基三胺、n,n'-二苄基二亚乙基三胺、n-苄基三亚乙基四胺、n,n'-二苄基三亚乙基四胺、n”-苄基-n,n'-双(3-氨基丙基)亚乙基二胺、n”,n”'-二苄基-n,n'-双(3-氨基丙基)亚乙基二胺或部分苯乙烯化的多胺,例如含有n-苯基乙基-1,3-双(氨基甲基)苯的苯乙烯化的mxda(可作为240获自mitsubishigaschemical);

–双(氨基甲基)环己烷或上述多胺或其它多胺与环氧化物或环氧树脂的加合物,特别是与二环氧化物或单环氧化物的加合物;

–多氨基胺,特别是一元或多元羧酸或其酯或酸酐,特别是二聚脂肪酸与化学计量过量使用的脂族、脂环族或芳族多胺的反应产物,特别是聚亚烷基胺如deta或teta;或

–曼尼希碱,尤其是酚胺,即酚(特别是腰果酚)与醛(特别是甲醛)和多胺的反应产物。

优选的其它多胺选自tmd、1,2-,1,3-或1,4-二氨基环己烷、双(4-氨基环己基)甲烷、ipda、2(4)-甲基-1,3-二氨基环己烷、mxda、1,4-双(氨基甲基)苯、平均分子量为200-500g/mol的聚氧亚丙基二胺,n-苄基乙烷-1,2-二胺、n,n'-二苄基乙烷-1,2-二胺、n-苄基丙烷-1,2-二胺、n-苄基-1,3-双(氨基甲基)苯、n,n'-二苄基-1,3-双(氨基甲基)苯、n”-苄基-n,n'-双(3-氨基丙基)亚乙基二胺、n”,n”'-二苄基-n,n'-双(3-氨基丙基)亚乙基二胺和这些或其它多胺与单或二环氧化物的加合物。

在一个优选的实施方案中,环氧树脂组合物包括n-苄基乙烷-1,2-二胺作为其它的多胺,其任选地与n,n'-二苄基乙烷-1,2-二胺组合。n-苄基乙烷-1,2-二胺的含量,基于胺的总和计优选为1-50wt%、优选2-30wt%、特别是5-25wt%。这种类型的组合物实现具有特别高的抗冲击性的涂层。

合适的促进剂是促进氨基和环氧基之间的反应的物质,特别是酸或可水解为酸的化合物,特别是有机羧酸,例如乙酸、苯甲酸、水杨酸、2-硝基苯甲酸、乳酸、有机磺酸例如甲磺酸、对甲苯磺酸或4-十二烷基苯磺酸、磺酸酯、其它有机或无机酸,例如特别是磷酸,或上述酸或酸酯的混合物;叔胺,例如特别是1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、苄基二甲基胺、α-甲基苄基二甲基胺、三乙醇胺、n,n-二甲基氨基丙基胺、咪唑,例如特别是n-甲基咪唑、n-乙烯基咪唑或1,2-二甲基咪唑,这些叔胺的盐,季铵盐,特别是苄基三甲基氯化铵,脒如特别是1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯,胍如特别是1,1,3,3-四甲基胍,酚如特别是双酚,酚醛树脂或曼尼希碱,特别是2-(二甲基氨基甲基)苯酚、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚或由苯酚、甲醛和n,n-甲基丙烷-1,3-二胺获得的聚合物,亚磷酸酯,特别是二或三苯基亚磷酸酯,硝酸盐如特别是硝酸钙,或具有巯基的化合物。

优选的是酸、叔胺、硝酸盐或曼尼希碱。

特别优选的是水杨酸、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、硝酸钙或其组合。

合适的稀释剂特别是2-苯氧基乙醇、2-苄基氧乙醇、苄基醇、乙二醇、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇二丁基醚、乙二醇二苯基醚、二乙二醇、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单正丁基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二正丁基醚、丙二醇丁基醚、丙二醇苯基醚、二丙二醇、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇二甲基醚、二丙二醇二正丁基醚、二苯基甲烷、二异丙基萘、矿物油级分,例如产品(来自exxon)、烷基酚例如叔丁基苯酚、壬基酚、十二烷基酚、腰果酚(来自腰果壳油,包含3-(8,11,14-十五碳三烯基)苯酚作为主要成分)、苯乙烯化苯酚、双酚、芳族烃树脂,特别是含有酚基的类型、烷氧基化的酚,特别是乙氧基化或丙氧基化的酚,特别是2-苯氧基乙醇、己二酸酯、癸二酸酯、邻苯二甲酸酯、苯甲酸酯、有机磷酸酯或磺酸酯或磺酰胺。

优选的稀释剂是苄基醇、2-苯氧基乙醇、腰果酚、苯乙烯化酚、二异丙基萘或含有酚基的芳族烃树脂。特别优选苄基醇、二异丙基萘或腰果酚,尤其是苄基醇。

环氧树脂组合物中的稀释剂的含量优选在0至20重量%的范围内,更优选在0至15重量%,特别是0至10重量%的范围内。这样的组合物具有特别低的排放。

在一个优选的实施方案中,环氧树脂组合物包含1-15wt%,特别是2-10wt%的稀释剂,特别是苄基醇。这种类型的组合物能实现具有高抗冲击性和硬度的低排放涂层。

合适的填料特别是研磨或沉淀的碳酸钙,其任选地涂覆有脂肪酸、特别是硬脂酸酯,重晶石(schwerspat)、滑石、石英粉、石英砂、碳化硅、铁云母、白云石、硅灰石、高岭土、云母(硅酸铝钾)、分子筛、氧化铝、氢氧化铝、氢氧化镁、二氧化硅、水泥、石膏、飞灰、炭黑、石墨、金属粉末如铝、铜、铁、锌、银或钢、pvc粉末或空心珠。优选的是碳酸钙、石英粉和石英砂。

环氧树脂组合物可以任选地包含其它助剂和添加剂,特别是如下:

–反应性稀释剂,特别是已经提及的那些,或环氧化大豆油或亚麻子油,含有乙酰乙酸酯基的化合物,特别是乙酰乙酸化的多元醇、丁内酯、碳酸酯、醛、异氰酸酯或具有反应性基团的硅酮;

–其它胺,特别是单胺例如特别是苄基胺或糠胺或芳族多胺,例如特别是4,4'-,2,4'-和/或2,2'-二氨基二苯基甲烷、2,4-和/或2,6-甲苯二胺、3,5-二甲基硫代-2,4-甲苯二胺和/或3,5-二甲基硫代-2,6-甲苯二胺、3,5-二乙基-2,4-甲苯二胺和/或3,5-二乙基-2,6-甲苯二胺;

–具有巯基的化合物,特别是液态的巯基封端的多硫化物聚合物、巯基封端的聚氧亚烷基醚、巯基封端的聚氧亚烷基衍生物、硫代羧酸的聚酯、2,4,6-三巯基-1,3,5-三嗪、三乙二醇二硫醇或乙二硫醇;

–聚合物,特别是聚酰胺、多硫化物、聚乙烯醇缩甲醛(pvf)、聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、聚氨酯(pur)、具有羧基的聚合物,聚酰胺、丁二烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丁二烯-苯乙烯共聚物、不饱和单体的均聚物或共聚物,所述不饱和单体特别是选自乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、异戊二烯、乙酸乙烯酯或(甲基)丙烯酸烷基酯,特别是氯磺化的聚乙烯或含氟聚合物或磺酰胺改性的三聚氰胺;

–纤维,特别是玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、陶瓷纤维或塑料纤维,例如聚酰胺纤维或聚乙烯纤维;

–颜料,特别是二氧化钛,氧化铁或氧化铬(iii);

–流变改性剂,特别是增稠剂或抗沉降剂;

–粘合改进剂,特别是有机烷氧基硅烷;

–阻燃物质,特别是已经提到的填料氢氧化铝或氢氧化镁、三氧化二锑、五氧化二锑、硼酸(b(oh)3)、硼酸锌、磷酸锌、三聚氰胺硼酸酯、三聚氰胺氰尿酸酯、聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、多溴化的二苯基氧化物或二苯基醚,磷酸酯如特别是二苯基甲苯基磷酸酯、间苯二酚-双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚-二磷酸酯低聚物、四苯基间苯二酚二亚磷酸酯、乙二胺二磷酸酯、双酚a-双(二苯基磷酸酯)、三(氯乙基)磷酸酯、三(氯丙基)磷酸酯、三(二氯异丙基)磷酸酯、三[3-溴-2,2-双(溴甲基)丙基]磷酸酯、四溴双酚a、双酚a的双(2,3-二溴丙基醚)、溴化环氧树脂、亚乙基-双(四溴邻苯二甲酰亚胺)、亚乙基-双(二溴降冰片烷二甲酰亚胺)、1,2-双(三溴苯氧基)乙烷、三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯、三溴苯酚、六溴环十二烷、双(六氯环戊二烯)环辛烷或氯化石蜡;或

–添加剂,特别是湿润剂、流平剂、消泡剂、脱气剂,抗氧化、热、光或紫外线辐射的稳定剂或杀生物剂。

如果环氧树脂组合物除了双(氨基甲基)环己烷还含有其它多胺,则基于胺的总和计双(氨基甲基)环己烷的含量优选为至少35wt%,更优选至少50wt%,特别是至少70wt%,最优选至少85wt%。这种类型的环氧树脂组合物具有特别突出的所描述的优选的性能。

所述环氧树脂组合物优选基本上不含分子量低于120g/mol、特别是低于150g/mol的胺。基于胺的总和,其优选包含小于2wt%、特别是小于1wt%的分子量低于120g/mol、特别是低于150g/mol的胺。这种组合物在毒理学和气味方面特别有利的,并且实现特别吸引人的表面。

环氧树脂组合物优选仅含有低含量的胺-环氧加合物。基于胺的总和,其优选含有小于30wt%、更优选小于20wt%、特别是小于10wt%的胺-环氧加合物。这种组合物即使没有稀释剂也具有特别低的粘度。

环氧树脂组合物优选仅含有低含量的高沸点稀释剂。其优选含有小于30wt%、更优选小于20wt%、特别是小于15wt%、最优选小于10wt%的具有至少200℃沸点的稀释剂。

环氧树脂组合物优选含有小于5wt%,更优选小于2wt%,特别是小于1wt%,和最优选完全不含有沸点低于200℃的稀释剂。这种组合物的排放特别低。

在环氧树脂组合物中,与环氧基反应的基团数目相对于环氧基数目的比率优选在0.5至1.5,特别是0.7至1.2。

存在于环氧树脂组合物中的胺氢和可能存在的其他对环氧基具有反应性的基团与环氧基反应,并开环(加成反应)。作为该反应的主要结果,组合物聚合并由此固化。

环氧树脂组合物优选以双组份或多组分的组合物的形式存在并且包括

–树脂组分,其包含至少一种液态环氧树脂和任选地其它具有环氧基的化合物,和

–固化剂组分,其包含双(氨基甲基)环己烷和任选地其它多胺或固化剂,

其中蜡作为树脂组分或固化剂组分或二者组分的成分存在。

环氧树脂组合物中包含的其他成分,例如稀释剂、促进剂、填料或添加剂(例如润湿剂或脱气剂),可以存在于树脂组分或固化剂组分中,也可以存在于两种组分中。

如果蜡作为在本身具有环氧基团的非水性介质中的分散体存在,则其优选为树脂组分的成分。

环氧树脂组合物的树脂组分和固化剂组分分别存储在单独的容器中。环氧树脂组合物的其他成分可以作为树脂组分或固化剂组分的成分存在。同样可能的是,其他成分也可以作为单独的其他组分存在。

组分是可存储的,这意味着它们可以在使用前存放几个月,直至一年或更长时间,而其各自的特性不会发生任何与使用相关的变化。

为了使用环氧树脂组合物,在施用前不久或施用过程中将组分彼此混合。

通过合适的方法将各组分混合;该混合可以连续或分批进行。混合特别是在环境温度下进行,该环境温度通常为5至50℃、优选10至30℃。

在混合两种组分时,固化通过化学反应开始。如上所述,在此过程中存在于环氧树脂组合物中的胺氢和可能存在的其他对环氧基具有反应性的基团与环氧基反应。

固化通常在0至50℃的温度下进行。优选在环境温度下,特别是在5至40℃、优选10至30℃下进行,并且通常持续数天至数周的时间。持续时间尤其取决于温度、成分的反应性及其化学计量比,以及取决于促进剂的存在。

因此,本发明进一步提供了由固化本文中描述的环氧树脂组合物获得的经固化的组合物。

环氧树脂组合物被施加至至少一种基材上,以下基材是特别合适的:

–玻璃、玻璃陶瓷、混凝土、砂浆、砖、瓦、灰泥、沥青和天然岩石,如花岗岩或大理石;

–金属或合金,例如铝、铁、钢或有色金属,或表面处理过的金属或合金,例如镀锌或镀铬金属;

–皮革、纺织品、纸张、木材、与树脂(例如酚醛树脂、三聚氰胺树脂或环氧树脂)结合的木质材料,树脂-织物复合材料或其他所谓的聚合物复合材料;

–塑料,尤其是硬质或软质pvc、abs、聚碳酸酯(pc)、聚酰胺(pa)、聚酯、pmma、环氧树脂、pur、pom、po、pe、pp、epm或epdm,其中塑料表面任选地已经经受等离子、电晕或火焰处理;

–纤维增强的塑料,例如碳纤维增强塑料(cfk)、玻璃纤维增强塑料(gfk)或片状模塑复合物(smc);

–涂覆的基材,例如粉末涂覆的金属或合金;

–色漆或清漆。

如果需要,在施加环氧树脂组合物施加之前可以对基材进行预处理。

所描述的环氧树脂组合物有利地可用作建筑和工业应用的覆层、涂层、刷抹料、漆料、密封料、底涂层或底漆,尤其是用作内部空间例如办公室、工业大厅、体育馆或冷藏区域的地面覆层或地面涂层,或者在阳台、露台、停车场、桥梁或屋顶的户外区域中的地面覆层或地面涂层,作为混凝土、水泥、金属、塑料或木材的保护层,例如用于木结构、车辆、装载区、罐、筒仓、竖井、管道、管线、机器或钢结构,例如船舶、码头、海上平台、闸门、水力发电厂、河道建筑、游泳池、风力发电机、桥梁、烟囱、起重机或板桩墙的表面密封,或用作预涂层、粘附涂抹层或用于表面的疏水化。

所描述的环氧树脂组合物优选用作尤其在内部空间例如办公室、工业大厅、体育馆或冷藏区域中,或在阳台、露台、停车场或桥梁的户外区域中的地面涂层。其特别优选在表面质量特别重要的情况下用作罩层(顶涂层)或密封层。

为了用作地面涂层,该环氧树脂组合物尤其作为自流平或轻微触变的涂料施加于主要平坦的表面。为此,其优选具有低粘度和良好流动性的液体稠度。其优选在树脂组分和固化剂组分混合后立即地具有在20℃下测得的0.2至4pa·s、更优选0.3至2pa·s、特别是0.3至1.5pa·s的粘度。在处理时间内,通常在环境温度下将混合的组合物作为薄膜施加到基材的表面上,该薄膜具有通常约50μm至约5mm的层厚度。尤其是通过倾倒将其施加到待涂覆的基材上并且随后使用例如刮刀或带齿抹子将其均匀铺展。也可以用刷子或辊子或以喷涂施用的形式来施加。

地面涂层特别是地面覆层的组成部分,其包含

–任选地底涂层,

–任选地找平层(egalisierungsschicht),

–一层或多层基础层,也称为耐磨层,其任选地撒有石英砂,

–和任选地密封层(顶涂层)。

本发明的环氧树脂组合物在本文中可以构成地面覆层的底涂层和/或找平层和/或基础层和/或密封层。不对应于本发明的环氧树脂组合物的其他层同样可以是环氧树脂组合物或其他材料,尤其是聚氨酯或聚脲涂层。

作为底涂层,本发明的环氧树脂组合物可基本上不含填料。施加底涂层以润湿表面,粘结灰尘和污垢,闭合孔和/或平整基底。底涂层以几乎能覆盖或能覆盖的量施加在基底上,尤其是混凝土、砂浆、石膏或沥青。

作为找平层,本发明的环氧树脂组合物通常包括填料。施加找平层以填充非常不平整的基底中的孔和凹痕,使得最终为施加基础层提供了一个基本上平坦的表面。

作为基础层,本发明的环氧树脂组合物通常包括填料。基础层优选以0.5至5mm范围内的层厚度施加,任选以两次或更多次操作施加,并且最终层上任选撒有石英砂。

作为密封层,本发明的环氧树脂组合物优选借助于辊施加,其层厚度为0.1-1mm,特别是0.2-0.5mm。其可以用作透明的密封料使用,基本上无需填料,也可以以经填充和着色的形式使用。

凭借其在气味、可加工性、固化速度以及对雾浊相关缺陷的稳健性方面的有利性能,本发明的环氧树脂组合物特别适用于地面覆层的所有层。

由于可实现的低排放值,本发明的环氧树脂组合物特别适合于建筑物内部的应用。

以其优异的耐光性和抗黄变稳定性,本发明的环氧树脂组合物可以尤其优选用作密封层,也称为罩层或顶涂层,特别作为地面覆层的最终层。

由使用环氧树脂组合物形成制品。因此,本发明进一步提供了包含经固化的组合物的制品,其由所描述的用途获得。

即使在诸如8℃和80%相对湿度的寒冷潮湿条件下固化时,本发明的环氧树脂组合物具有极好的可加工性,非常快地固化,几乎不发黄并且也具有高质量的坚硬、有光泽的表面。即使不并用促进剂或稀释剂,也特别可实现这些优异的性能。如果存在无排放以及对可加工性和美观性的高要求,则本发明的环氧树脂组合物特别适合用作地面涂层,尤其是用作罩层或密封层。

实施例:

下文呈现了工作实施例,其旨在进一步阐明所描述的发明。当然,本发明不限于这些所描述的实施例。

“ahew”代表胺氢当量。

“eew”代表环氧当量。

“标准气候条件”(“nk”)是指23±1℃的温度和50±5%的相对空气湿度。

除非另有说明,否则所使用的化学品均来自sigma-aldrichchemiegmbh。

所使用的物质:

环氧树脂组合物的制备:

实施例1至12:

对于各个实施例,通过离心混合机(speedmixertmdac150,flacktekinc.)以指定的量(重量份)混合表1中所示的树脂组分的成分,并在排除水分的情况下进行存储。

将表1中指明的固化剂组分的成分以相似的方式加工和储存。

然后,通过离心混合机将每种组合物的两种组分加工成均质的液体,并立即进行如下测试:

在20℃下于混合10分钟后,在恒温的rheotecrc30锥板粘度计(锥直径50mm,锥角1°,锥尖板距0.05mm,剪切速率10s-1)上测量粘度(“粘度(10')”)。

将第一膜以500μm的层厚施加到玻璃板上,并将其在标准气候条件下存储/固化。于1天后(“柯尼希硬度(1dnk)”)、2天后(“柯尼希硬度(2dnk)”)、4天后(“柯尼希硬度(4dnk)”),7天后(“柯尼希硬度(7dnk)”)和14天后(“柯尼希硬度(14dnk)”)在此薄膜上确定柯尼希硬度(柯尼格摆锤硬度,根据dineniso1522测量)。14天后,评估膜的外观(表中标记为“外观(nk)”)。如果薄膜清晰并且具有光亮且不粘的表面,而没有结构,则该膜被描述为“美观”。“结构”是指表面上的任何类型的标记或图案。

将第二膜以500μm的层厚施涂到玻璃板上,施涂后立即在8℃和80%相对湿度下存储/固化7天,并且随后在标准气候条件下存储/固化2周。涂布后24小时,将聚丙烯瓶盖放在薄膜上,在其下方放置一块小的湿海绵。再过24小时后,将海绵和盖子移除并放置在膜的新位置上,然后在24小时后再从其上移开并重新放置,总共进行了4次。然后以与对于外观(nk)所述相同的方式评估该膜的外观(表中标记为“外观(8°/80%)”)。在此,在每种情况下,还报告了由于潮湿的海绵或上置的环而在薄膜中形成的可见标记的数量。再次在如此固化的膜上测定柯尼氏硬度,在每种情况下,分别在8℃和80%相对湿度下7天后(“柯尼氏硬度(7d8°/80%)”),然后在nk下再过2天(“柯尼氏硬度(+2dnk)”)或在nk下再过7天(“柯尼氏硬度(+7dnk)”)或在nk下再过14天(“柯尼氏硬度(+14dnk)”)测量。白色标记是由盖子下面的潮湿海绵引起的雾浊迹象。作为标记的环是由上置的盖引起的,其在膜上留下印记,并且为组合物的固化速度不够的迹象。

作为黄变的量度,测定在耐候性试验机中施加负载后的颜色变化。为此,将另一膜以500μm的层厚度施加到玻璃板上并且将其在标准气候条件下存储/固化2周,并且随后在65℃下在具有q-sundaylight-q滤光器和氙灯(在340nm下具有0.51w/m2的光强)的型号q-sunxenonxe-1耐候性测试机中加负载72小时(q-sun(72h))。然后,使用来自深圳3nhtechnologyco.ltd的nh310色度计测定如此受负载的膜与相应的未受负载的膜的色差δe,该色差计配备有硅光电二极管检测器、光源a、色空间测量接口ciel*a*b*c*h*。0.5-2的δe值表示最小的黄变,2-4表示轻微黄变,4-6表示明显黄变和超过6表示强烈黄变。

结果在表1中报道。

标记为“(ref.)”的实施例为对比实施例。

表1:实施例1-12的组成和性能。

“n.m.”表示“不可测量”(仍很粘).

表1:(待续)

实施例13至16:

对于每个实施例,将表2中所示的树脂组分的成分以所示的量(重量份)进行混合,并在排除水分的情况下进行储存。

将表2中所示的固化剂组分的成分以相似的方式混合并储存。

然后,通过带有搅拌杆的钻机对每种组合物的两种组分加工,得到均匀的液体,并立即按以下步骤进行测试:

在组分已经被混合后立即在23℃下在恒温的antonpaar板-板粘度计(直径50mm,距离0.5mm,剪切速率10s-1)上测量粘度(“混合粘度(23℃)”)。

分别在标准气候条件下储存7天和14天后,在厚度为5mm的圆柱形试样上测定肖氏d硬度。

拉伸强度和断裂伸长率是通过将混合的组合物以2mm的层厚施加到硅树脂板上并在标准气候条件下储存来测定的。1天后,从硅树脂板上剥离固化的膜,从中冲出长75mm、梁长30mm、梁宽4mm的哑铃状的试样,并且根据dineniso527-2以2mm/min的拉伸速率在总共7天的固化时间后测试试样。

为了根据iso16000-25测定难挥发性有机化合物的排放,以层厚度0.7mm用混合的组合物填充直径为36mm的培养皿并在标准气候条件下存储。在6天和31天之后,在微腔中以75ml/min的氮气流量(对应于100/h的空气交换率)测定排放。对于6天的值,通过gc/ms定量分析氮气流中检测到的化合物;对于31天的值通过gc/fid完成。在此,借助于基于峰面积的甲苯和苄基醇校准,将除了苄基醇以外的所有检测到的化合物定量为甲苯当量和将苄基醇定量为苄基醇当量。结果表示为甲苯和苄基醇当量的总和,并外推到欧洲标准室(referenzraum)。

为了测定抗冲击性,将300x300x40mm的喷砂混凝土板用120g-161(基于环氧树脂的2组分底涂层,来自sika)涂在喷砂表面上,其填充有额外的60g的石英砂(粒度为0.1到0.4mm),将其涂覆(2kg/m2)并在标准气候条件下储存24小时。将混合的组合物以3毫米的层厚施加到由此底涂的混凝土板上,并将它们在标准气候条件下存储7天。该涂层的抗冲击性是根据iso6272确定的,分别在不同位置五次施加6、8、10、12、14和16nm的载荷。抗冲击性的结果表示为最大载荷,在该最大载荷下进行了5次跌落试验中的至少4次而对涂层无可见的损坏。

在为测定抗冲击性而生产的涂覆混凝土板上评估外观。用“美观”来表示平整、透明并且有光泽而无斑点或凹陷的表面。

表2:实施例13至16的组合物和性能

“n.d.”表示“未检测”

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1